DE2819839A1

DE2819839A1 - HEATING AND VENTILATION SYSTEM

Info

Publication number: DE2819839A1
Application number: DE19782819839
Authority: DE
Inventors: Anders Daniel Backlund
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1977-05-06
Filing date: 1978-05-05
Publication date: 1978-11-09
Also published as: CA1114344A; FR2389837A1; SE423572B; SE7705311L; FR2389837B3; GB1603778A; NO148827B; US4232821A; FI61349B; FI61349C; NO148827C; DK198778A; NO781597L; FI781411A

Description

KRAUS & WEISERTKRAUS & WEISERT

PATENTANWÄLTE *-° I O O O C?PATENT Attorneys * - ° IOOOC?

DR WALTER KRAUS DIPLOMCHEMIKER · DR.-ING. ANNEKÄTE WEISERT DIPL-ING. FACHRICHTUNG CHEMIE IRMGARDSTRASSE 15 · D-8OOO MÜNCHEN 71 · TELEFON 089/797077-797078 · TELEX O5-212156 kpatdDR WALTER KRAUS DIPLOMA CHEMIST DR.-ING. ANNEKÄTE WEISERT DIPL-ING. SPECIALIZATION CHEMISTRY IRMGARDSTRASSE 15 D-8OOO MÜNCHEN 71 TELEPHONE 089 / 797077-797078 TELEX O5-212156 kpatd

TELEGRAMM KRAUSPATENTTELEGRAM CRAUS PATENT

1886 SP/li1886 SP / left

ANDERS DANIEL BACKLUND, Ytterhogdal (Schweden)ANDERS DANIEL BACKLUND, Ytterhogdal (Sweden)

Heiz- und VentilationssystemHeating and ventilation system

309845/1040309845/1040

Die Erfindung betrifft ein neues und verbessertes Heiz- und Ventilationssystem von der Art, das eine sogenannte Wärmepumpeneinrichtung zum Umwandeln von Wärmeenergie niedriger Temperatur in Wärmeenergie hoher Temperatur umfaßt, die -beispielsweise zum Heizen von Objekten, Gegenständen und Räumen brauchbar bzw. nützlich ist, die durch eine vorzugsweise wärmeisolierte äußere Abdeckung umgeben sind, wie beispielsweise Räume in einem Gebäude.The invention relates to a new and improved heating and ventilation system of the type called a heat pump device for converting heat energy of low temperature into heat energy of high temperature, for example for heating objects, items and rooms is useful or useful, which by a preferably thermally insulated outer cover are surrounded, such as rooms in a building.

Wärmepumpeneinrichtungen von verschiedenen Ausbildungen sind seit langer Zeit für die Umwandlung von leicht verfügbarer Wärmeenergie niedriger Temperatur, beispielsweise für die Umwandlung von Wärmeenergie niedriger Temperatur, die in kalter Luft, kaltem Wasser oder im Erdboden während der Winterzeit enthalten ist, in einen Zustand hoher Temperatur benutzt worden, bei der diese Energie für Heizzwecke brauchbar ist. Es ist an sich bekannt, daß Wärmepumpeneinrichtungen grundsätzlich aus einem geschlossenen Kreis bestehen, der eine Einrichtung zum Komprimieren eines wärmeübertragenden bzw. -transportierenden Strömungsmittels, eine Kondensoreinrichtung zum Kondensieren des Strömungsmittels, eine Einrichtung zum Expandieren des Strömungsmittels und eine Einrichtung zum Verdampfen des Strömungsmittels hat. Die Verdampfung seinrichtung befindet sich in Wärmeaustauschkontakt mit einem Strömungsmittel oder einem Körper, der Wärmeenergie von verhältnismäßig niedriger Temperatur enthält, welche durch das wärmetransportierende Strömungsmittel der Wärmepumpeneinrichtung absorbiert wird, indem sie bewirkt, daß das wärmetransportierende Strömungsmittel bei einem herabgesetzten Druck und einer niedrigen Temperatur verdampft. Nachdem es durch die Verdampfungseinrichtung hindurchgegangen ist, wird das wärmetransportierende Strömungsmittel durch die Kompressoreinrichtung komprimiert, damit der Druck und die Temperatur desselben auf das gewünschte höhere Niveau angehoben werden, und dann wird dieses Strömungsmittel in die Kondensoreinrichtung eingespeist, die sich in direktem oder indirektem Wärmeaustauschkontakt mit dem zu heizenden Objekt,Heat pump devices of various designs have long been readily available for the conversion of Low temperature thermal energy, for example for the conversion of low temperature thermal energy that is converted into cold air, cold water or contained in the ground during winter time is used in a high temperature state where this energy can be used for heating purposes. It is known per se that heat pump devices basically consist of a closed circuit, which has a device for compressing a heat transferring or -transporting fluid, a condenser device for condensing the fluid, a device for expanding the fluid and means for vaporizing the fluid. The evaporation its device is in heat exchange contact with a fluid or a body, the thermal energy contains of relatively low temperature, which by the heat-transporting fluid of the heat pump device is absorbed by causing the heat transporting fluid at a depleted Pressure and a low temperature. After it has passed through the evaporation device, the heat-transporting fluid is compressed by the compressor device, so that the pressure and the Temperature of the same can be raised to the desired higher level, and then this fluid is in the Condenser device fed in, which is in direct or indirect heat exchange contact with the object to be heated,

809845/1040809845/1040

Gegenstand oder Raum befindet. Wenn die Wärme auf diese Weise von dem wärmetransportierenden Strömungsmittel absorbiert worden ist, wird dasselbe innerhalb der Kondensoreinrichtung kondensiert. Danach wird das wärmetransportierende Strömungsmittel in der Expansionseinrichtung auf einen herabgesetzten Druck und eine Temperatur, die niedriger als diejenige des Strömungsmittels oder des Körpers ist, das bzw. der die Energie niedriger Temperatur zuführt, expandiert bzw. entspannt. Das wärmetransportierende Strömungsmittel wird dann nach der Verdampfungseinrichtung zurückgeführt, damit es weiter Temperatur niedriger Energie absorbieren kann, und der Zyklus wird wiederholt.Object or space. When the heat has been absorbed in this way by the heat transporting fluid is, the same is condensed within the condenser device. Thereafter, the heat-transporting fluid in the expansion device to a reduced one Pressure and a temperature lower than that of the fluid or body receiving the energy supplies low temperature, expands or relaxed. The heat-transporting fluid is then after the Evaporator returned to allow it to continue absorbing lower energy temperature, and the cycle will repeated.

Die Funktion einer Wärmepumpeneinrichtung besteht, kurz gesagt, infolgedessen darin, die Temperatur einer Energiemenge zu erhöhen. Je geringer die Erhöhung der Temperatur sein soll, um so kleinere Beträge an aufzuwendender Energie sind zum Erreichen des höheren Temperaturniveaus erforderlich, d.h. zum Betrieb der Kompressoreinrichtung. Bis zur vorliegenden Erfindung wurde angenommen, daß es, als ein Beispiel, erforderlich sei, den Druck und die Temperatur des wärmetransportierenden Gases in der Kompressoreinrichtung auf ein derart hohes Niveau anzuheben, daß der kälteste Teil der Kondensoreinrichtung eine Temperatur von wenigstens 20°C hat, um die Temperatur der Luft, die durch eine konventionelle Kühleinrichtung strömt, welche einen eingebauten Kondensor hat, von 0⁰C auf 20⁰C zu erhöhen (in diesem Beispiel findet die Kondensation wahrscheinlich zwischen +35 C und +25 C statt). Die Temperatur des Gases unmittelbar nach der Kompression ist auch viel höher wegen unvermeidbarer überhitzung eines Teils des Gases. Gleichartige bzw. ähnliche Betrachtungen, obwohl hinsichtlich der Temperaturbedingungen umgekehrt, gelten für die Verdampfungseinrichtung der Wärmepumpeneinrichtung, in der eine Verdampfungstemperatur angenommen und gewählt wird, die insgesamt niedriger als die niedrigste Temperatur der Energie niedriger Temperatur ist, und zwar trotz der Tatsache, daß ein großer Teil dieser Energie am Beginn eine beträchtlich höhere Temperatur hat.In short, the function of a heat pump device is therefore to raise the temperature of an amount of energy. The lower the increase in temperature should be, the smaller the amount of energy to be expended is required to achieve the higher temperature level, ie to operate the compressor device. Until the present invention it was assumed that, as an example, it was necessary to raise the pressure and temperature of the heat transporting gas in the compressor device to such a high level that the coldest part of the condenser device has a temperature of at least 20 ° C, to increase the temperature of the air flowing through a conventional cooling device, which has a built-in condenser, from 0 ^° C. to 20 ^° C. (in this example the condensation will probably take place between +35 ° C. and +25 ° C.). The temperature of the gas immediately after compression is also much higher due to inevitable overheating of some of the gas. Similar or similar considerations, although reversed with regard to the temperature conditions, apply to the evaporation device of the heat pump device, in which an evaporation temperature is assumed and selected which is overall lower than the lowest temperature of the low-temperature energy, despite the fact that a large Part of this energy has a considerably higher temperature at the beginning.

809845/1040809845/1040

28193392819339

Mit der vorliegenden Erfindung soll ein verbessertes Heizsystem geschaffen werden, das eine Wärmepumpeneinrichtung umfaßt, die eine abgewandelte Kondensor- und Verdampfereinrichtung hat, welche den Betrieb der Wärmepumpeneinrichtung leistungsfähiger machen. The present invention seeks to provide an improved heating system comprising a heat pump device which has a modified condenser and evaporator device, which make the operation of the heat pump device more efficient.

Weiterhin soll mit der Erfindung ein energiesparendes Heiz- und Ventilationssystem zum Heizen und Ventilieren von Objekten, Gegenständen oder Räumen, die von einer äußeren Abdeckung, wie beispielsweise Wänden und Dächern von Gebäuden, umgeben sind, geschaffen werden.Furthermore, with the invention, an energy-saving heating and Ventilation system for heating and ventilating objects, items or spaces that are covered by an external cover, such as for example, walls and roofs of buildings that are surrounded, can be created.

Diese und andere Ziele und Vorteile der Erfindung werden nachstehend in näheren Einzelheiten erläutert.These and other objects and advantages of the invention are discussed below explained in more detail.

Gemäß einem Aspekt der Erfindung sind die Kondensor- und Verdampfereinrichtung einer Wärmepumpeneinrichtung, die in einem Heizsystem enthalten ist, in wenigstens zwei getrennte Abschnitte unterteilt, die in Reihe verbunden sind. Die in Reihe verbundenen Abschnitte des Kondensors sind so angeordnet, daß sie bei progressiv abnehmenden Temperaturen arbeiten, während die in Reihe verbundenen Abschnitte des Verdampfers so angeordnet sind, daß sie bei progressiv zunehmenden Temperaturen arbeiten, und diese Temperaturen sind unter Berücksichtigung des Temperaturgradienten der äußeren Abdeckung des zu heizenden Objekts, Gegenstands oder Raums gewählt. Jeder einzelne Abschnitt der Kondensor- und Verdampfereinrichtung befindet sich jeweils in Wärmeaustauschverbindung mit einem entsprechenden Schlitz oder Durchgang, der sich durch die äußere Abdeckung erstreckt, und zwar im wesentlichen parallel zu deren äußeren Oberflächen und in unterschiedlichen Abständen von diesen Oberflächen. Diejenigen der Schlitze oder Durchgänge, die in Wärmeaustauschbeziehung mit den Abschnitten der Kondensoreinrichtung in Verbindung stehen, sind miteinander in Reihe verbunden, und die Schlitze oder Durchgänge, die in Wärmeaustauschbeziehung mit den Abschnitten der Verdampfereinrichtung in Verbindung stehen, sind in gleichartiger bzw. ähnlicher Weise in Reihe ver-According to one aspect of the invention, the condenser and evaporator devices are a heat pump device included in a heating system into at least two separate sections divided in series. The serially connected sections of the condenser are arranged so that they operate at progressively decreasing temperatures while the serially connected sections of the evaporator are so arranged are that they operate at progressively increasing temperatures, and these temperatures are in consideration of the temperature gradient the outer covering of the object, object or room to be heated. Every single section of the The condenser and evaporator device are each in heat exchange connection with a corresponding slot or Passage extending through the outer cover substantially parallel to the outer surfaces thereof and at different distances from these surfaces. Those of the slots or passages that are in heat exchange relationship are connected to the sections of the condenser device are connected to each other in series, and the Slots or passages which are in heat exchange relationship with the sections of the evaporator device, are connected in series in an identical or similar manner

809845/1040809845/1040

bunden. Die Schlitze oder Durchgänge, welche der Kondensoreinrichtung entsprechen, sind vorzugsweise in Wärmeaustauschkontakt mit den Schlitzen oder Durchgängen angeordnet, welche der Verdampfereinrichtung entsprechen.bound. The slots or passages which the condenser means are preferably arranged in heat exchange contact with the slots or passages which correspond to the evaporator device.

Die einzelnen Abschnitte der Kondensor- und der Verdampfereinrichtung können entweder innerhalb der erwähnten Schlitze oder Kanäle angeordnet sein/ oder sie können außerhalb der äußeren Abdeckung angeordnet sein. In dem ersteren Fall sind die Kondensor- und Verdampfereinrichtung infolgedessen in die äußere Abdeckung eingebaut, während diese Einrichtungen im letzteren Fall - zusammen mit den übrigen Teilen der Wärmepumpeneinrichtung - eine getrennte Wärmepumpeneinheit bilden können, die eine Mehrzahl von Kondensorabschnitten hat, von denen sich jeder in Wärmeaustauschverbindung mit einem entsprechenden Schlitz oder Durchgang in der äußeren Abdeckung befindet, sowie eine Mehrzahl von Verdampferabschnitten, von denen sich jeder in Wärmeaustauschverbindung mit einem entsprechenden Schlitz oder Durchgang in der äußeren Abdeckung befindet. Es sei darauf hingewiesen, daß sich diese Schlitze oder Kanäle längs der gesamten äußeren Abdeckung erstrecken können oder daß sie nur in gewissen Bereichen der äußeren Abdeckung angeordnet sein können. Die Schlitze oder Kanäle können in einer Anzahl von unterschiedlichen Arten und Weisen ausgebildet sein und zwar unter Verwendung von unterschiedlichen Arten von Material und schwachen sowie billigen Abmessungen, da sie keinem wesentlichen Druck ausgesetzt sind. Die Schlitze oder Durchgänge bzw. Kanäle können beispielsweise von dünnen Rohren aus Kunststoff, Metall oder anderem geeigneten Material ausgebildet sein. Die Bereiche innerhalb der äußeren Abdeckung, die nicht von diesen Schlitzen oder Durchgängen bzw. Kanälen eingenommen sind, enthalten vorzugsweise ein geeignetes wärmeisolierendes Material, wie beispielsweise Glas- oder Mineral- bzw. Gesteinfaserwolle.The individual sections of the condenser and evaporator equipment can either be arranged inside the mentioned slots or channels / or they can be outside the outer ones Be arranged cover. In the former case, the condenser and evaporator devices are consequently in the outer Cover installed, while these facilities in the latter case - together with the remaining parts of the heat pump device - may form a separate heat pump unit having a plurality of condenser sections, each of which is is in heat exchange communication with a corresponding slot or passage in the outer cover, as well as a plurality of evaporator sections, each of which is in heat exchange communication with a respective one Slot or passage in the outer cover. It should be noted that these slots or channels can extend along the entire outer cover or that they are only arranged in certain areas of the outer cover could be. The slots or channels can be formed in a number of different ways using different types of material and weak as well as cheap dimensions, there they are not exposed to any significant pressure. The slots or passages or channels can, for example, be thin Tubes made of plastic, metal or other suitable material can be formed. The areas inside the outer cover, which are not occupied by these slots or passages or channels preferably contain a suitable one heat-insulating material, such as glass or mineral or rock fiber wool.

Die gemäß der Erfindung vorgesehene Verwendung einer Mehrzahl von Kondensor- und Verdampferabschnitten, die bei progressivThe use of a plurality of condenser and evaporator sections provided according to the invention, which at progressive

809845/1040809845/1040

abnehmenden (Kondensor) oder zunehmenden (Verdampfer)Temperaturen arbeiten und in Kontakt mit einer Luftströmung von entsprechend variierenden Temperaturen stehen, erhöht das Spektrum der brauchbaren, wärmetransportierenden Strömungsmittel und führt zu einer beträchtlich erhöhten Leistungsfähigkeit bzw. einem beträchtlich erhöhten Wirkungsgrad, wobei sie nur ein Minimum an aufzuwendender Energie für den Betrieb des Kompressors erfordert. Das rührt von der Tatsache her,daß die Luftströmung (die gleiche Luftströmung) durch die Kondensorabschnitte in Reihe hindurchgeht und schrittweise geheizt wird, was eine beträchtlich niedrigere mittlere Temperatur des Kondensors als in konventionellen Wärmepumpeneinrichtungen zur Folge hat. Beispielsweise erfordert es die Erwärmung von Luft von 0⁰C auf +5⁰C nur, einen Kondensorabschnitt von nicht mehr als etwa +10 C zu kühlen usw. Gleichartige bzw. ähnliche Betrachtungen gelten für den Verdampferteil.Working at decreasing (condenser) or increasing (evaporator) temperatures and being in contact with an air flow of correspondingly varying temperatures, increases the spectrum of usable, heat-transporting fluids and leads to a considerably increased performance or a considerably increased efficiency, whereby they are only a minimum requires energy to be expended to operate the compressor. This arises from the fact that the air flow (the same air flow) passes through the condenser sections in series and is gradually heated, resulting in a considerably lower mean temperature of the condenser than in conventional heat pump devices. For example, it requires the heating of air from 0 ⁰ C to +5 ⁰ C only, a condenser section of no more valid than about +10 C to cool etc. Similar or similar considerations for the evaporator part.

Auch für die Heizung der äußeren Abdeckung als solche gelten gleichartige bzw. ähnliche Betrachtungen. So brauchen die Abgabeverluste durch die Abdeckung nicht zu 100% durch Heizung von dem Inneren her ersetzt zu werden, wie es gegenwärtig geschieht, sondern es kann Wärmeenergie progressiv von der Außenseite und einwärts zugeführt werden und zwar bei progressiv-oder schrittweise - zunehmenden Temperaturen. Die Unterteilung in eine Mehrzahl von (d.h. wenigstens zwei) Schlitze oder Durchgänge bzw, Kanäle mit gesonderter Zuführung von Wärmeenergie zu jedem Schlitz erniedrigt die mittlere Temperatur der Energie, die für die Heizung erforderlich ist, und die Menge an Luft zum Heizen des Raums innerhalb der äußeren Abdeckung als solche kann stark beschränkt werden. Die Menge an Luft, die für die Wärmeverteilung erforderlich ist, d.h. für das Kühlen des Kondensors und für den Transport der Energie zum Verdampfer, kann mittels des Gebläsesystems für die erforderliche Frischluft und die Ventilation in einer gemeinsamen Funktion erlangt werden.Similar or similar considerations also apply to the heating of the outer cover as such. So need the tax losses not being replaced by the cover 100% by heating from the inside, as is currently happening, but heat energy can be supplied progressively from the outside and inwards, namely with progressive-or gradually - increasing temperatures. The division into a plurality of (i.e. at least two) slots or passages or channels with separate supply of thermal energy to each slot lower the mean temperature the energy required for heating and the amount of air used to heat the space inside the outer cover as such it can be severely constrained. The amount of air required for heat distribution, i.e. for the cooling of the condenser and for the transport of the energy to the evaporator, can be done by means of the fan system for the required Fresh air and ventilation can be obtained in a common function.

8098A5/10408098A5 / 1040

Energie niedriger Temperatur, die in dem System gemäß der Erfindung verwendet wird, kann aus einer Vielfalt von Quellen zugeführt werden, die leicht verfügbar sind. Eine bevorzugte Quelle niedriger Energie ist ein Sammler der Art, wie er in der Patentanmeldung P 27 29 635.1 vom 30.6.77 des Anmelders beschrieben ist. Dieser Wärmesammler bzw. -akkumulator umfaßt eine wasserabsorbierende Masse, die vorzugsweise im Erdboden vergraben ist und die beispielsweise mit Abwärme, Übertragungswärme, Sonnenwärme etc, geladen bzw. beaufschlagt werden kann. Das Heizsystem gemäß der Erfindung kann auch ein Solarwärmesystem für direkte oder indirekte Heizung der wärmetransportierenden Luft umfassen.Low temperature energy used in the system according to the invention can be obtained from a variety of sources which are readily available. A preferred source of low energy is a collector of the type as described in the applicant's patent application P 27 29 635.1 of 06/30/77. This heat collector or accumulator comprises a water-absorbing mass, which is preferably buried in the ground and which, for example, with Waste heat, heat transfer, solar heat, etc., can be charged or acted upon. The heating system according to the invention can also include a solar heating system for direct or indirect heating of the heat-transporting air.

Die Erfindung sei nachstehend unter Bezugnahme auf die Fig.The invention is described below with reference to FIGS.

1 und 2 der Zeichnung anhand einiger besonders bevorzugter Ausführungsbeispiele näher erläutert. Es zeigen:1 and 2 of the drawing are explained in more detail on the basis of some particularly preferred exemplary embodiments. Show it:

Fig, 1 ein schematisches Diagramm,welches das Prinzip der Wärmepumpeneinrichtung, die in dem Heizsystem gemäß der Erfindung verwendet wird, veranschaulicht; undFig. 1 is a schematic diagram showing the principle of Heat pump device used in the heating system according to the invention used is illustrated; and

Fig. 2 eine schematische Ansicht, die ein Gebäude veranschaulicht, das mit einem Heiz- und Ventilationssystem gemäß der Erfindung versehen ist.Fig. 2 is a schematic view illustrating a building; which is provided with a heating and ventilation system according to the invention.

In Fig. 1 ist eine Wärmepumpeneinrichtung (die auch als "Wärmepumpeinrichtung" bezeichnet werden kann) dargestellt, welche einen Kompressor 1 und ein Expansions- bzw, EntspannungsventilIn Fig. 1 is a heat pump device (also called "heat pump device" can be designated), which has a compressor 1 and an expansion or, relief valve

2 umfaßt. Gemäß der Erfindung ist der Kondensor der Wärmepumpeneinrichtung in eine Mehrzahl von Kondensorabschnitten 3 bis 8 unterteilt, die ihrerseits in Reihe miteinander verbunden sind. In gleichartiger bzw, ähnlicher Weise hat der Verdampfer eine Mehrzahl von Verdampferabschnitten 9 bis 12, die in Reihe miteinander verbunden sind. Die Kondensorabschnitte 3 bis 8 sind so angeordnet, daß die Wärmeausstrahlung bzw- -abgabe mit allmählich abnehmenden Temperaturen auf den Kühloberflächen des Kondensors von Abschnitt 3 bis Abschnitt 8 stattfindet.2 includes. According to the invention, the condenser is the heat pump device divided into a plurality of condenser sections 3 to 8, which in turn are connected to one another in series are. In a similar or similar manner, the evaporator has a plurality of evaporator sections 9 to 12, which are in series are connected to each other. The condenser sections 3 to 8 are arranged in such a way that the heat radiation or emission with gradually decreasing temperatures on the cooling surfaces of the condenser from section 3 to section 8 takes place.

809845/1040809845/1040

28198 3328198 33

In gleichartiger bzw. ähnlicher Weise nehmen die Temperaturen auf den wärmeabsorbierenden Oberflächen des Verdampfers allmählich - oder schrittweise - vom Verdampferabschnitt 9 zum Verdampferabschnitt 12 zu. Auf diese Weise wird die erforderliche Differenz zwischen der Kondensationstemperatur und der Verdampfungstemperatur herabgesetzt, und dadurch wird der Wärme- bzw. Heizfaktor erhöht.In a similar or similar manner, the temperatures on the heat-absorbing surfaces of the evaporator gradually increase - or gradually - from the evaporator section 9 to the evaporator section 12. This way it becomes the required Difference between the condensation temperature and the evaporation temperature is reduced, and thereby the heat or heating factor increased.

In Fig. 2 ist schematisch ein Gebäude dargestellt, das einen Boden 13, Wände 14, 14' und ein Dach 15 hat, und diese Teile begrenzen einen Raum 16, der geheizt werden soll. Die Breite bzw. Dicke der Wand 14' ist beträchtlich vergrößert dargestellt und zwar zum Zweck der Veranschaulichung der Zusammensetzung der Wand. Wenigstens ein Teil der äußeren Abdekkung, die durch die Teile 13, 14, 14' und 15 gebildet wird, ist gemäß dem Prinzip aufgebaut, das mittels der Wand 14' veranschaulicht wird. Diese Wand hat ein erstes System 17 von Luftkanälen, Schlitzen, Durchgängen, Rohren od.dgl. zum Zirkulieren von Heizungs- und Ventilationsluft durch die Wand 14' in den Raum 16, der geheizt und ventiliert werden soll, und ein gleichartiges bzw. ähnliches zweites System 18, mittels dessen die Luft aus dem Raum 16 durch die Wand rezirkuliert wird. Jedes der Luftzirkulationssysteme 17 und 18 hat eine Mehrzahl von Abschnitten, die in variierenden Abständen von den äußeren Oberflächen der Wand 14' angeordnet sind. Die Kondensorabschnitte 3 bis 8 der Wärmepumpeneinrichtung, die in Fig. 1 dargestellt ist, sind in einem ersten Luftzirkulationssystem 17 angeordnet, wobei der erste Kondensorabschnitt 3 dem Raum 16 und der Kondensorabschnitt 8 der äußeren Ober'* fläche der Wand 14' am nächsten angeordnet ist. Die Verdampferabschnitte 9 bis 12 sind in dem Luftumlaufsystem 18 in der Weise angeordnet, daß die umlaufende Luft zunächst mit dem Verdampferabschnitt 12 in Kontakt kommt, dann mit dem Verdampferabschnitt 11 usw. Die beiden Luftzirkulationssysteme 17 und 18 sind vorzugsweise in Wärmeaustauschkontakt miteinander angeordnet und die Bereiche der Wand 14· _r die nicht von den Systemen 17 und 18 eingenommen werden, sind vorzugsweiseIn Fig. 2 a building is shown schematically, which has a floor 13, walls 14, 14 'and a roof 15, and these parts delimit a room 16 which is to be heated. The width or thickness of the wall 14 'is shown greatly exaggerated for the purpose of illustrating the composition of the wall. At least part of the outer cover formed by the parts 13, 14, 14 'and 15 is constructed according to the principle illustrated by means of the wall 14'. This wall has a first system 17 of air channels, slots, passages, pipes or the like. for circulating heating and ventilation air through the wall 14 'into the room 16 to be heated and ventilated, and a similar second system 18 by means of which the air from the room 16 is recirculated through the wall. Each of the air circulation systems 17 and 18 has a plurality of sections spaced at varying distances from the outer surfaces of the wall 14 '. The condenser sections 3 to 8 of the heat pump device shown in Fig. 1 are arranged in a first air circulation system 17, the first condenser section 3 being arranged closest to the space 16 and the condenser section 8 being arranged closest to the outer surface of the wall 14 ' . The evaporator sections 9 to 12 are arranged in the air circulation system 18 in such a way that the circulating air first comes into contact with the evaporator section 12, then with the evaporator section 11, etc. The two air circulation systems 17 and 18 are preferably arranged in heat exchange contact with one another and the areas of wall 14 · _r which are not occupied by systems 17 and 18 are preferred

809845/1040809845/1040

mit Körpern aus geeignetem wärmeisolierenden Material (nicht dargestellt) gefüllt. Die Luft wird in dem System mittels der Gebläse, Ventilatoren od.dgl. 19 und 20 zirkuliert bzw« umgewälzt. In dem dargestellten Ausführungsbeispiel wird Energie niedriger Temperatur von einem Wärmesammler bzw. -akkumulator 21, der in der Erde unter dem Gebäude oder nahe bei dem Gebäude vergraben ist und mit Wasser getränktes Torfmaterial od.dgl. umfassen kann, der zirkulierenden Luft zugeführt, und zwar wird die Einlaßluft durch eine geeignete Rohrleitung 22 in Wärmeaustauschkontakt mit dem Akkumulator 21 durch letzteren hindurchgeführt. Die Einlaßluft kann Frischluft und/oder Luft sein, die von dem Luftzirkulationssystem 18 abgegeben worden ist, welche mittels eines Kanals 23, der ein einstellbares Ventil 24 aufweist, in Steuer- bzw. kontrollierbaren Mengen in den Einlaßkanal 22 eingespeist werden kann. Das System kann auch einen Solarenergiekollektor 25 und eine schwarze oder dunkle Oberfläche 26, die in dem Luftstrom des Systems 17 angeordnet ist, umfassen.filled with bodies made of suitable heat-insulating material (not shown). The air is in the system by means of the Blowers, fans or the like. 19 and 20 circulated or "recirculated. In the illustrated embodiment, low temperature energy is obtained from a heat accumulator 21, the one in the ground under the building or near the building is buried and peat material soaked with water or the like. may include, supplied to the circulating air, and although the inlet air is through a suitable pipe 22 in heat exchange contact with the accumulator 21 through the latter passed through. The inlet air can be fresh air and / or Be air that has been discharged from the air circulation system 18, which by means of a channel 23, which is an adjustable Valve 24 can be fed into the inlet channel 22 in controllable or controllable quantities. That System can also have a solar energy collector 25 and a black or dark surface 26 that is in the air flow of the system 17 is arranged, include.

Das beschriebene Ausführungsbeispiel des Heiz- und Ventilationssystems gemäß der Erfindung arbeitet in der folgenden Weise: Frischluft (und/oder entladene Luft, die von dem Kanal 23 genommen wird) wird mittels des Gebläses 20 durch die Rohrleitung 22 hindurchgeführt, wo (wenn die Einlaßluft kühler als der Akkumulator 21 ist) die Einlaßluft durch die Wärmeenergie niedriger Temperatur, die in dem Akkumulator 21 gespeichert ist, vorerwärmt wird. Eine weitere Erwärmung der Einlaßluft findet statt, wenn die Luft die Solarwärmekollektoren 25 und die Oberfläche 26 passiert. Die Luft wird dann progressiv erwärmt, wenn sie in Aufeinanderfolge die Kondensorabschnitte 8 bis 3 passiert, und vorzugsweise auch durch den Wärmeaustauschkontakt mit der Luft in dem Rezirkulationssystem 18. Die Wand 14' wird gleichzeitig progressiv von ihrer äußeren Oberfläche zu ihrer inneren Oberfläche hin erwärmt. Schließlich strömt die erwärmte Einlaßluft in das Zimmer oder den Raum 16, das bzw. der einerseits indirekt durch die Schlitze oder Kanäle geheizt wird, die der Innenseite der WandThe described embodiment of the heating and ventilation system according to the invention works in the following way: fresh air (and / or discharged air taken from the duct 23) is by means of the fan 20 through the Pipe 22 passed through where (when the inlet air is cooler than the accumulator 21 is) the intake air by the thermal energy low temperature stored in the accumulator 21 is preheated. Another warming of the Inlet air occurs as the air passes the solar thermal collectors 25 and surface 26. The air will then progressively heated as they successive the condenser sections 8 to 3, and preferably also by heat exchange contact with the air in the recirculation system 18. The wall 14 'becomes progressive from it at the same time outer surface heated to its inner surface. Finally, the heated inlet air flows into the room or the space 16 which, on the one hand, is indirectly heated by the slots or channels that form the inside of the wall

3099*5/10403099 * 5/1040

2819828198

14' am nächsten angeordnet sind, und andererseits direkt durch die erwärmte Luft, die dem Raum 16 beispielsweise durch Ventilationsöffnungen zugeführt wird, welche an geeigneten Stellen der Decke des Raums 16 angeordnet sind. Die Luft wird dann in einer geeigneten Weise, beispielsweise über geeignete Öffnungen im Boden des Raums 16, in das Rückführsystem 18 geleitet, und das Gebläse 19 bringt die Luft in das Rückführsystem 18, wo sie vorzugsweise in Wärmeaustausch mit der Einlaßluft tritt, die in dem Zirkulationssystem 17 strömt- Bevor die Rückluft die Wand 14' verläßt, wird sie im System 18 in Aufeinanderfolge mit dem Verdampferabschnitt 12, dem Verdampferabschnitt 11 etc. in Kontakt gebracht, in denen der Luft die erforderliche Wärmeenergie entzogen wird. Die gekühlte Luft wird dann durch die Öffnung 27 abgegeben und/oder über den Kreis bzw. Kanal 23 erneut umgewälzt.14 'are arranged closest, and on the other hand directly by the heated air that passes through the room 16, for example Ventilation openings is supplied, which are arranged at suitable locations in the ceiling of the room 16. The air will then passed into the recirculation system 18 in a suitable manner, for example via suitable openings in the floor of the room 16, and the fan 19 brings the air into the recirculation system 18 where it is preferably in heat exchange with the inlet air occurs that flows in the circulation system 17- Before the Return air exiting wall 14 'becomes system 18 in sequence brought into contact with the evaporator section 12, the evaporator section 11, etc., in which the air required heat energy is withdrawn. The cooled air is then discharged through the opening 27 and / or via the Circle or channel 23 circulated again.

Kurz zusammengefaßt, betrifft die Erfindung ein System zum Heizen und Ventilieren von Objekten, Gegenständen und Räumen, die von einer äußeren Abdeckung umgeben sind,wie beispielsweise von Räumen in Gebäuden. Das System umfaßt eine Wärmepumpeneinrichtung zum Umwandeln von Energie niedriger Temperatur in Energie hoher Temperatur, die für Heizzwecke brauchbar ist. Der Kondensor wie auch der Verdampfer der Wärmepumpeneinrichtung sind in mehrere, in Reihe miteinander verbundene Abschnitte unterteilt, die bei progressiv oder schrittweise abnehmenden Kondensortemperaturen und progressiv zunehmenden Verdampfertemperaturen arbeiten bzw. betrieben werden. Die äußere Abdeckung des zu heizenden Raums oder Objekts bzw. Gegenstandes enthält ein Lufteinlaßsystem und ein Luftauslaßsystem, wobei jedes dieser Systeme mehrere in Reihe miteinander verbundene Abschnitte hat, die in unterschiedlichen Abständen von den äußeren Oberflächen der Abdeckung angeordnet sind, so daß sie auf diese Weise unterschiedlichen Temperaturen, bezogen auf den Temperaturgradienten durch die äußere Abdeckung, ausgesetzt sind. Die einzelnen Kondensorabschnitte werden mit der Luft der entspre-Briefly summarized, the invention relates to a system for heating and ventilating objects, objects and rooms, which are surrounded by an external cover, such as rooms in buildings. The system includes one Heat pump device for converting low-temperature energy into high-temperature energy for heating purposes is useful. The condenser as well as the evaporator of the heat pump device are in several, in series with one another connected sections divided at progressively or gradually decreasing condenser temperatures and progressively work or be operated with increasing evaporator temperatures. The outer cover of the room to be heated or Object contains an air intake system and an air exhaust system, each of these systems having several in Series has interconnected sections that are at different distances from the outer surfaces of the cover are arranged so that they are in this way different temperatures, based on the temperature gradient through the outer cover. The individual condenser sections are mixed with the air of the corresponding

809845/1040809845/1040

28198332819833

chenden Abschnitte des Lufteinlaßsystems in Kontakt gebracht, und die einzelnen Verdampferabschnitte werden ihrerseits bzw. in Aufeinanderfolge mit der Luft des Auslaßsystems in Kontakt gebracht. Das Einlaß- und Auslaßluftsystem sind vorzugsweise innerhalb der äußeren Abdeckung in Wärmeaustauschkontakt miteinander .brought into contact with the relevant sections of the air intake system, and the individual evaporator sections in turn or in succession come into contact with the air of the exhaust system brought. The inlet and outlet air systems are preferred within the outer cover in heat exchange contact with one another.

Ende der Beschreibung.End of description.

809845/1040809845/1040

Claims

KRAUS & WEISERT PATENTANWÄLTE ΔÖ 'U Ö DR. WALTER KRAUS DIPLOMA CHEMIST DR.-ING. ANNEKÄTE WEISERT DIPL.-ING. SPECIALIZATION CHEMISTRY IRMGARDSTRASSE 15 D-8OOO MUNICH 71 TELEPHONE 089 / 797077-797078 TELEX 05-212156 kpatd TELEGRAM CRAUSPATENT 1886 SP / LI patent claims

1.J Heating and ventilation system for heating and ventilating Objects, objects and spaces which are surrounded by an outer cover, characterized in that the system a heat pump device which has a condenser device (3 to 8) for heating the air which is used for heating of the object, item or space to be used, and an evaporator means (9 to 12) for recovering of thermal energy from the air that is given off by the object, object or space, both being the The condenser device and the evaporator device each come in a plurality of individual ones connected in series with one another Sections (3 to 8 or 9 to 12) is divided, which are arranged in separate channels (17, 18); whereby the circulating air is arranged or guided in such a way that

a) that it passes these sections (3 to 8 or 9 to 12) one after the other in such a way, that the heat release to the air from the cooling surfaces of the condenser sections (3 to 8) is progressively increasing Temperatures takes place;

bj that after heating the room (16) or the object or passes the object; and

c) that it passes through the evaporator sections (9 to 12) in such a way that it adopts this heat at progressively decreasing temperatures gives away.

809845/1040809845/1040

ORIGINAL INSPECTED

2. Heating and ventilation system according to claim 1, characterized in that that the outer cover (13, 14, 14 ', 15) with a first air circulation system (17) is provided, the one A plurality of serially interconnected air ducts formed within the cover at varying intervals disposed from the outer surfaces thereof; and that each of the condenser sections (3 to 8) in Heat exchange contact is arranged with a corresponding air duct, the air in the duct that is the outer Surfaces of the outer cover closest to it is brought into contact with the condenser section (8) which operates at the lowest temperature, and furthermore the air in the duct that the object, object or space (16) closest to it with the condenser section (3) operating at the highest temperature, and also the air is brought into contact in the intermediate channels with the condenser sections (4 to 7) which at, from seen from the outer surface, gradually increasing temperatures work.

3. heating and ventilation system according to claim 1 or 2, characterized in that the outer cover with a second air circulation system (18) is provided which comprises a plurality of air ducts connected in series, which are disposed within the cover at varying distances from the outer surfaces thereof, each the evaporator sections (9 to 12) in heat exchange contact rait a corresponding air duct of the second system is arranged.

4. Heating and ventilation system according to claim 2 or 3, characterized characterized in that the condenser sections (3 to 8) are within the corresponding air ducts of the first air circulation system (17) are arranged.

309845/1040309845/1040

5. heating and ventilation system according to claim 3 or 4, characterized in that the evaporator sections (9 to 12) are arranged within the corresponding air ducts of the second air circulation system (18).

6. heating and ventilation system according to claim 2, 3, 4 or 5, characterized in that the first and second air circulation systems (17, 18) are arranged in heat exchange contact with one another are.

7. heating and ventilation system according to one of claims 1-6, characterized in that the outer cover comprises the outer walls (14, 14 ') of a building.

809 84 5/1040